Los suelos compactados afectan el desarrollo radicular de las plantas, disminuyen el intercambio gaseoso y la capacidad de infiltración de agua, necesarios para la formación de sus tejidos. De esta forma, la calidad de los suelos destinados a la producción de alimentos se degrada. Las causas de la compactación son variadas: la presión originada por las ruedas de las máquinas agrícolas, cada vez más grandes y pesadas; el pisoteo producido por los animales, especialmente cuando la tierra está húmeda; y también ciertas técnicas de labranza. Como consecuencia, la compactación es una variable importante en la toma de decisiones en el ámbito de la agricultura de precisión.
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Para medir el nivel de compactación del suelo, los investigadores diseñaron y construyeron un prototipo de una cuchilla de orientación vertical. El desarrollo de este “sensor sobre la marcha” mide la resistencia mecánica que ofrece el suelo al avance de la cuchilla. “En realidad, lo que mide la cuchilla es la resistencia al avance que ejerce el suelo en distintos rangos de profundidad. Esa resistencia significa lo que le cuesta a la herramienta desplazarse dentro del terreno. La idea es poder traducir ese grado de resistencia en grado de compactación, mediante modelos de rotura de suelos”, explica a Argentina Investiga el ingeniero Marcelo Flores, miembro del grupo de Mecatrónica Aplicada que desarrolla el dispositivo.
En la práctica, la compactación se relaciona con la medida de un penetrómetro. Pero este instrumento realiza sólo mediciones puntuales y el proceso de medición es muy laborioso. Con la herramienta, diseñada en la Facultad de Ingeniería, se podrá estimar la compactación en forma continua, a lo largo de una línea. Y así contribuir a confeccionar un mapa en forma más rápida y eficiente que mejorará la toma de decisiones de manejo en el sitio específico.
Para diseñar el dispositivo, los investigadores recurrieron a un software numérico que utiliza un modelo matemático para calcular y simular la deformación de la cuchilla a partir de presiones aplicadas, representativas de la resistencia del suelo. De esta manera, a partir de la medición de la deformación en puntos particulares de ésta, se puede conocer la presión que la genera. Estas deformaciones se miden por medio de galgas extensiométricas y con la aplicación de un sistema de adquisición de datos en tiempo real.
A diferencia de otras cuchillas, desarrolladas en Estados Unidos y Canadá, la diseñada por los investigadores es de geometría sencilla y sin elementos móviles. Por el contrario, los sensores propios que van a medir la resistencia al avance de la cuchilla en diferentes alturas están directamente maquinados e instrumentados sobre ésta. Eso hace que todo el sistema sea más robusto y menos susceptible a fallas.
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“La expectativa es que salga fuera del ámbito de la academia -y de manera rápida- porque es el desarrollo de un prototipo lo que hacemos. Lo vamos a probar directamente a campo y, si los resultados son los adecuados, esperamos realizar una transferencia de esta tecnología”, comenta el ingeniero Rogelio Hecker, integrante del equipo de trabajo.